[发明专利]基于微波与矩形流量计的气液两相流量测量装置、内传输线、内传输线布置方法及流量测量方法

说明书

本发明提供了基于微波与矩形流量计的气液两相流量测量装置、内传输线、内传输线布置方法及流量测量方法，属于流量测量技术领域，不仅可以灵敏的感知含液率、流型、气相表观速度、压力降等两相流参数的变化，而且结构简单，工况适应性强。本发明为在线测量，相比应用较广的离线测量实时性好；并且在相同测量条件下，可以得到较高的流量测量精度。

技术领域

本发明涉及流量测量领域，具体而言，涉及基于微波与矩形流量计的气液两相流量测量装置、内传输线、内传输线布置方法及流量测量算法。

背景技术

气液两相流广泛存在和应用于动力、石油、化工等工业领域,其流量的在线测量具有重要的科学和工程意义。由于气液两相流是一种随机多变的过程，其研究过程比单相流复杂，气液两相流中气相还具有可压缩特性，导致两相流参数检测比其它两相流动形式更加复杂和困难，其流量的测量一直是国内外未能得到很好解决的难题。

目前，气液两相流参数测量方法主要是以单相流仪表和现代新型测量技术(光学法、射线法以及丝网探针法等)相结合为基础,综合运用数理统计、模式识别、神经网络和机器学习等软测量技术来实现难以用机理数学模型准确描述的两相流流量在线测量。其中，光学法测量精度较高，但光学测量设备价格昂贵，通常只能拍摄到部分流场，且对被测介质和应用环境的清洁度有严格要求，不利于现场应用。射线法由于涉及到放射性元素，审批困难且成本也较高。丝网探针通过在流动截面布置正交的金属电极丝，利用丝网节点测量流道全截面瞬时电信号值进行流场形态结构的重现，但其对待测介质的清洁度要求较高。本发明提出了基于多微波传输线与矩形流量计相结合的气液两相流量测量装置，通过对矩形流量计结构参数、传输线尺寸及布置方式的合理优化，不仅丰富了实时信息的采集量，而且提高了装置对含液率、流型、气相表观速度、压力降等两相流参数的敏感性，从而提高两相流流量测量精度。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出，一种基于微波与矩形流量计的气液两相流量测量装置，能够实现流体的主动测量与捕捉，从而，提升流体测量效率，同时降低实验设备资源消耗。

本发明的第二个目的在于提出一种内传输线布置方法。

本发明的第三个目的在于提出一种内传输线。

本发明的第四个目的在于提出一种流量测量方法。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出的一种基于微波与矩形流量计的气液两相流量测量装置，包括测量管体，所述测量管体内设有矩形流量监测机构和/或微波流量监测机构；

所述矩形流量监测机构，通过利用虚高特性实现气液两相流的流量测量；

所述微波流量监测机构，通过利用实际应用的电介质中的传导电流实现气液两相流的流量测量。

另外，根据本发明上述实施例的一种基于微波与矩形流量计的气液两相流量测量装置，还可以具有如下的附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述矩形流量监测机构分为收缩段、喉部和扩张段；

所述收缩段处设有取压孔一；

所述喉部处设有楔形结构；

所述楔形结构优选为长喉颈矩形楔块；

所述喉部处设有取压孔二。

根据本发明的一个实施例，所述微波流量监测机构包括外传输线和多个内传输线；

所述内传输线的个数优选为4个。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出的一种内传输线布置方法，